高中物理 第11章 第1节 简谐运动同步练习 新人教版选修3-4
基础夯实
一、选择题(1~4题为单选题,5、6题为多选题) 1.下列运动中不属于机械振动的是( ) A.树枝在风的作用下运动 C.说话时声带的运动 答案:B
解析:物体在平衡位置附近所做的往复运动属于机械振动;竖直向上抛出的物体到最高点后返回落地,不具有运动的往复性,因此不属于机械振动。
2.简谐运动是下列哪一种运动( ) A.匀变速运动 C.非匀变速运动 答案:C
解析:简谐运动的速度是变化的,B错。加速度a也是变化的,A、D错,C对。 3.(河南信阳市罗山中学2014~2015学年高二下学期检测)水平放置的弹簧振子在做简谐运动时( )
A.加速度方向总是跟速度方向相同 B.加速度方向总是跟速度方向相反
C.振子向平衡位置运动时,加速度方向跟速度方向相反 D.振子向平衡位置运动时,加速度方向跟速度方向相同 答案:D
解析:弹簧振子在做简谐运动时,加速度方向总是指向平衡位置,则当振子离开平衡位置时,加速度方向与速度方向相反,当振子向平衡位置运动时,加速度方向跟速度方向相同,故A、B、C错误,D正确。
4.(厦门市2013~2014学年高二下学期期末)弹簧振子在做简谐运动,振动图象如图所示,则下列说法正确的是( )
B.匀速直线运动 D.匀加速直线运动
B.竖直向上抛出的物体的运动 D.爆炸声引起窗扇的运动
A.t1、t2时刻振子加速度大小相等,方向相反 B.t1、t2时刻振子的速度大小相等,方向相反 C.t2、t4时刻振子加速度大小相等,方向相同 D.t2、t3时刻振子的速度大小相等,方向相反 答案:B
解析:t1与t2两时刻振子经同一位置向相反方向运动,加速度相同,速度方向相反,A错B对;t2与t4两时刻振子经过关于平衡位置的对称点,速度大小相等、方向相反,C错;
t2、t3时刻振子的速度相同,D错。
5.(北京市西城区2013~2014学年高二下期期末)如图所示为一个水平方向的弹簧振子,小球在MN间做简谐运动,O是平衡位置。关于小球的运动情况,下列描述正确的是( )
A.小球经过O点时速度为零
B.小球经过M点与N点时有相同的加速度
C.小球从M点向O点运动过程中,加速度减小,速度增大 D.小球从O点向N点运动过程中,加速度增大,速度减小 答案:CD
解析:小球经过O点时速度最大,A错;小球在M点与N点的加速度大小相等,方向相反,B错;小球从M向O点运动时,速度增大,加速度减小,C对;小球从O向N运动时,速度减小,加速度增大,D对。
6.一质点做简谐运动,如图所示,在0.2s到0.3s这段时间内质点的运动情况是( )
A.沿负方向运动,且速度不断增大 C.沿正方向运动,且速度不断增大 答案:CD
解析:由图象可看出,在0.2s至0.3s这段时间内,质点沿负方向的位移不断减小,说明质点正沿正方向由负的最大位移向着平衡位置运动,由此可判断答案中A、B是错误的。0.2s至0.3s之间质点加速度不断减小,而加速度方向沿正方向,故选项D正确,又质点的速度方向与加速度方向都是正方向,故质点做变加速运动,质点速度不断增大,所以选项C也是正确的。
二、非选择题
7.一个质点经过平衡位置O,在A、B间做简谐运动,如图(a)所示,它的振动图象如图(b)所示,设向右为正方向,则( )
B.沿负方向运动,且位移不断增大 D.沿正方向运动,且加速度不断减小
(1)OB=________cm;
(2)第0.2s末质点的速度方向是________,位移大小为________; (3)第0.7s时,质点位置在________点与________点之间; (4)质点从O经B运动到A所需时间t=________s; 答案:(1)5 (2)向左 0 (3)O B (4)0.6 解析:(1)OB=5cm。
(2)在第0.2s末质点沿x轴负方向运动,即速度方向向左,此时正处在平衡位置,位移大小为0。
(3)第0.7s时,质点正处于由平衡位置向正向最大位移运动,即在O点与B点之间。 (4)由图象知,由质点O到B需0.2s,由对称性可知从O经B运动到A所需时间t=0.6s。 8.如图所示是某质点做简谐运动的振动图象,根据图象中的信息,回答下列问题:
质点在第2s末的位移是多少?质点在第2s内的位移是多少?在前4s内的路程是多少?
答案:0 -10cm 40cm
解析:(1)由x-t图象可以读出2s末质点的位移为零。
(2)质点的最大位移在前4s发生在1s末和3s末,故第2s内,位移为-10cm。 (3)前4s质点正好完成一个往复的全振动。先朝正方向运动了距离为10cm的一个来回,又在负方向上进行了一个10cm距离的来回,总路程为40cm。
点评:解此类题时,首先要理解x-t图象的意义,其次要把x-t图象与质点的实际振动过程联系起来。
能力提升
一、选择题(1~3题为单选题,4、5题为多选题)
1.(福建省四地六校2014~2015学年高二下学期联考)如图,一水平平台在竖直方向上做简谐运动,一物体置于平台上一起振动,当平台振动到什么位置时,物体对平台的压力最小?( )
A.当平台振动到最低点时 B.当平台振动到最高点时 C.当平台向上振动经过平衡位置时 D.当平台向下振动经过平衡位置时 答案:B
解析:物体和平台一起做简谐运动,当振动平台运动到最高点时,物体的加速度竖直向